CN110129174A

CN110129174A - 一种提高固态发酵食醋稳定性的方法

Info

Publication number: CN110129174A
Application number: CN201910513010.8A
Authority: CN
Inventors: 谭海刚; 李静
Original assignee: Qingdao Agricultural University
Current assignee: Qingdao Agricultural University
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2019-08-16

Abstract

本发明提供一种提高固态发酵食醋稳定性的方法，是以固态发酵食醋为研究对象，用固定化蛋白酶、液化酶、糖化酶和离子交换来处理固态发酵食醋，从而提高其稳定性。结果表明处理后醋液中钾离子、钙离子、铁离子、镁离子没有检出，钠离子和锌离子较原液相比明显降低。同时大分子蛋白质和淀粉含量减少，还原糖和氨基态氮提高。处理固态发酵食醋室温保藏7d和30d后的透光率明显高于未处理的醋液，且均高于未处理食醋0d透光率。同时，未处理固态发酵食醋在室温保藏15d已经可见沉淀，而经固定复合酶结合阳离子交换处理的固态发酵食醋在室温保藏60d仍未见沉淀析出。酶和离子交换处理均能提高固态发酵食醋的稳定性，离子交换的效果更佳。

Description

一种提高固态发酵食醋稳定性的方法

技术领域

本发明与食品加工处理技术领域，具体涉及一种提高固态发酵食醋稳定性的方法。

背景技术

食醋是人们日常饮食生活中常用的一种液体酸性调味品，具有独特的风味，并具有软化血管、降低血脂、降胆固醇、降低血压等作用，很受大众欢迎。

食醋由淀粉类粮食、糖或食用酒精等为原料，经微生物发酵制成，发酵形式有固态和液态等多种。粮食类食醋酿造大多采用固态发酵法，具有酸味协调、香气浓郁、体态柔和等优点。对固态发酵食醋中的主要成分进行分析，有醋酸、乳酸等多种挥发酸和非挥发性酸，并且有酯类、醇类等物质，成分类别及可溶性非盐固体含量明显高于液态发酵食醋。但是，也正因此，固态发酵食醋在货架及保质期内容易形成沉淀，直接影响醋的外观和质量，不利于食醋的发展。

固态酿造食醋产生沉淀的原因有许多，其一，固态食醋在发酵中的谷物淀粉、糖和氨基酸能够聚合而发生美拉德反应，从而，生成大分子聚合物，这是醋香和颜色的主要来源。固态发酵食醋生产的主要原料是高粱和麸皮，富含淀粉、蛋白质、果胶、单宁等。这些物质经过微生物的作用，能够发生降解，比如淀粉能够降解为糊精、低聚糖等物质，蛋白质降解为氨基酸，这些物质再通过络合作用，最终形成了沉淀。

其次，在食醋酿造的过程中阳光的照射，和溶液的粘稠度增大，可以加速醋液中的大分子和金属离子的络合，也会产生一定的沉淀。

最后，酿造食醋所用的淋醋用水，水中含有大量Ca、Mg等金属元素的无机盐类，其中的各种金属离子能够与有机酸生成各种不溶性的有机盐，有机盐为晶状沉淀，同时，金属离子还能与蛋白质等大分子物质发生络合作用，形成不溶性絮状物，这也使产生沉淀的一个重要的因素。

因此，食醋稳定性的提高对食醋的发展前景有巨大的推动作用，如何提高固态发酵食醋的稳定性是一个非常值得研究的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高固态发酵食醋稳定性的方法，从而有效的解决现有固态酿造食醋产生沉淀的问题。

本发明所提供的提高固态发酵食醋稳定性的方法，包括如下步骤：

1)α-淀粉酶和糖化酶酶解：

在固态发酵醋中分别加入固定化的α-淀粉酶和糖化酶，加入量分别为200-600U/mL和400-800U/mL，在55℃反应5-7h；

所述的固定化酶的制备方法如下：

将海藻酸钠与酶溶液混合，搅拌均匀，滴入无菌2％的CaCl₂溶液中，静置固定1～2h；将制备好的固定产物用无菌水洗涤；再置于2％壳聚糖中30min，无菌水洗涤2次，粒径为1-2mm，完成制备；

2)蛋白酶酶解：在步骤1)处理的固态发酵醋中加入固定化的酸性蛋白酶，加入量为20-80U/mL，45℃反应5-7h；

3)阳离子交换柱预处理：将强酸性阳离子交换树脂用去离子水清洗后装柱；用1mol/L盐酸溶液缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，

流速为0.02mL/s；再用去离子水清洗至出水pH为5；用1mol/L氢氧化钠缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s；用水清洗至出水pH为9；用1mol/L盐酸缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s。用水清洗至出水pH稳定；

所述的强酸性阳离子交换树脂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂(001×4食品级强酸性阳离子交换树脂)；

4)阳离子交换处理：将步骤2)处理后的固态发酵醋加入步骤3)预处理的阳离子交换柱，流速为0.03～0.1倍树脂体积/s；

5)过滤：将步5)处理的固态发酵醋利用0.22μm滤膜过滤；

6)灭菌：将步骤5)的过滤的固态发酵醋装入经蒸汽杀菌的包装容器中，加盖密封，80℃灭菌20min，制得成品醋。

本发明提供的提高固态发酵食醋稳定性的方法，是以固态发酵食醋为研究对象，用固定化蛋白酶、液化酶、糖化酶和离子交换来处理固态发酵食醋，从而提高其稳定性。结果表明处理后醋液中钾离子、钙离子、铁离子、镁离子没有检出，钠离子和锌离子较原液相比明显降低。同时大分子蛋白质和淀粉含量减少，还原糖和氨基态氮提高。处理固态发酵食醋室温保藏7d和30d后的透光率明显高于未处理的醋液，且均高于未处理食醋0d透光率。同时，未处理固态发酵食醋在室温保藏15d已经可见沉淀，而经固定复合酶结合阳离子交换处理的固态发酵食醋在室温保藏60d仍未见沉淀析出。酶和离子交换均能提高固态发酵食醋的稳定性，离子交换的效果更佳。

附图说明

图1：固定酶、固定酶结合离子交换处理对固态发酵食醋透光率的影响图；

图2：离子交换、固定酶结合离子交换处理对固态发酵食醋透光率的影响图；

具体实施方式

本发明测定了固态发酵醋原液中蛋白质、还原糖、淀粉、单宁、总糖含量和阳离子浓度，来确定其主要成分。通过添加蛋白酶，糖化酶，液化酶等酶类，设置不同酶量和不同反应时间为变量，利用酶液分解固态、发酵食醋上清液中的蛋白质以及糖类；再将固态醋上清液通过H型阳离子交换柱，经交换后得到的醋液中大量阳离子被除去，最终建立了本发明的方法。

下面结合实施例对本发明进行详细的描述。

实施例1：一种提高固态发酵食醋稳定性的方法

固态酿造食醋易产生二次沉淀，沉淀成分包括淀粉、多糖、蛋白质、丹宁、金属盐、金属络合物、游离氨基酸等，对食醋质量、感官以及体态产生不利影响，因此，提高固态发酵食醋稳定性非常重要。

一种提高固态发酵食醋稳定性的处理方法，包括如下的步骤：

1)酶的固定化：

将4％无菌海藻酸钠与酶溶液以1:1的比例混合，搅拌均匀，用1mL注射器吸取并缓慢滴入无菌2％CaCl₂中，静置固定1～2h。将制备好的固定化酶用无菌水洗涤2次，再置于2％壳聚糖中30min，无菌水洗涤2次，粒径为1-2mm，完成制备；

2)α-淀粉酶和糖化酶酶解：

在固态发酵醋中分别加入固定化α-淀粉酶和糖化酶，使α-淀粉酶和糖化酶的活力分别达到600U/mL和800U/mL，55℃反应5h；

3)、蛋白酶酶解：在步骤2)处理的固态发酵醋中加入固定化酸性蛋白酶，酶活力为60U/mL，45℃反应6h。

4)阳离子交换柱预处理：001×4食品级强酸性阳离子交换树脂用去离子水清洗4-5次，装柱。用1mol/L盐酸缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s。用去离子水清洗至出水pH为5。用1mol/L氢氧化钠缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s。用水清洗至出水pH为9。用1mol/L盐酸缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s。用水清洗至出水pH稳定。

5)阳离子交换处理：将步骤3)处理后的固态发酵醋加入步骤4)预处理的阳离子交换柱，流速为0.1倍树脂体积/s。

6)过滤：将步骤5)处理的固态发酵醋利用0.22μm滤膜过滤。

7)灭菌：将步骤6)的过滤的固态发酵醋装入经蒸汽杀菌的包装容器中，加盖密封，80℃灭菌20min，制得成品醋，检验后入库，销售。

由图1可以看出，经固定复合酶(α-淀粉酶+糖化酶+酸性蛋白酶)结合阳离子交换处理固态发酵食醋室温保藏7d和30d的透光率分别为80.3±2.7％和67.1±3.2％，较未处理固态发酵食醋分别提高了85.88％和103.95％，且未处理固态发酵食醋在室温保藏15d已经可见沉淀，而经固定复合酶结合阳离子交换处理的固态发酵食醋在室温保藏60d仍未见沉淀析出。处理后室温保藏30d固态发酵食醋的透光率仍比未处理食醋0d(51.8±0.2％)透光率高了29.54％。处理后固态发酵食醋中淀粉含量减少了20.35％，蛋白质含量减少了10.37％，锌离子减少了37.62％，钠离子减少了60.51％，钾离子、铁离子、钙离子和镁离子均未检出；处理后固态发酵食醋中还原糖提高了8.12％，氨基态氮提高了7.36％。与发酵工艺优化改良和直接加酶处理相比，经固定复合酶结合阳离子交换处理的固态发酵食醋的总酸为4.51±0.07g/100mL,总酯为1.05±0.03g/100mL，色率为121053±2632EBC，感官和风味没有明显变化。

实施例2

1)、酶的固定化：

将4％无菌海藻酸钠与酶溶液以1:1的比例混合，搅拌均匀，用1mL注射器吸取并缓慢滴入无菌2％CaCl₂中，静置固定1～2h。将制备好的固定化酶用无菌水洗涤2次，再置于2％壳聚糖中30min，无菌水洗涤2次，粒径为1-2mm，完成制备。

2)、α-淀粉酶和糖化酶酶解：

在固态发酵醋中分别加入固定化α-淀粉酶和糖化酶，使α-淀粉酶和糖化酶的活力分别达到200U/mL和400U/mL，55℃反应5h；

3)、蛋白酶酶解：在步骤2)处理的固态发酵醋中加入固定化酸性蛋白酶，酶活力为20U/mL，45℃反应6h。

4)、阳离子交换柱预处理：001×4食品级强酸性阳离子交换树脂用去离子水清洗4-5次，装柱，用1mol/L盐酸缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s。用去离子水清洗至出水pH为5。用1mol/L氢氧化钠缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为

0.02mL/s。用水清洗至出水pH为9。用1mol/L盐酸缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s。用水清洗至出水pH稳定。

5)、阳离子交换处理：将步骤3)处理后的固态发酵醋加入步骤4)预处理的阳离子交换柱，流速为0.03倍树脂体积/s。

6)、过滤：将步骤5)处理的固态发酵醋利用0.22μm滤膜过滤。

7)、灭菌：将步骤6)的过滤的固态发酵醋装入经蒸汽杀菌的包装容器中，加盖密封，80℃灭菌20min，制得成品醋，检验后入库，销售。

由图2可以看出，经固定复合酶(α-淀粉酶+糖化酶+酸性蛋白酶)结合阳离子交换处理固态发酵食醋室温保藏7d和30d的透光率分别为83.9±3.1％和69.8±2.9％，较未处理固态发酵食醋分别提高了94.21％和112.16％，且未处理固态发酵食醋在室温保藏15d已经可见沉淀，而经固定复合酶结合阳离子交换处理的固态发酵食醋在室温保藏60d仍未见沉淀析出。处理后室温保藏30d固态发酵食醋的透光率仍比未处理食醋0d(51.8±0.2％)透光率高了34.75％。处理后固态发酵食醋中淀粉含量减少了22.79％，蛋白质含量减少了16.53％，锌离子减少了91.30％，钠离子减少了94.64％，钾离子、铁离子、钙离子和镁离子均未检出。处理后固态发酵食醋中还原糖提高了8.77％，氨基态氮提高了9.83％。而且，与发酵工艺优化改良和直接加酶处理相比，经固定复合酶结合阳离子交换处理的固态发酵食醋的总酸为4.52±0.05g/100mL,总酯为1.04±0.01g/100mL，色率为118421±2632EBC，感官和风味没有明显变化。

Claims

1.一种提高固态发酵食醋稳定性的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

1)α-淀粉酶和糖化酶酶解：在固态发酵醋中分别加入固定化的α-淀粉酶和糖化酶在55℃反应5-7h；

2)蛋白酶酶解：在步骤1)处理的固态发酵醋中加入固定化的酸性蛋白酶，使酶活力为20-80U/mL，45℃反应5-7h；

3)阳离子交换柱预处理：将强酸性阳离子交换树脂用去离子水清洗后装柱；用1mol/L盐酸溶液缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s；再用去离子水清洗至出水pH为5；用1mol/L氢氧化钠缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s；用水清洗至出水pH为9；用1mol/L盐酸缓慢流过树脂，用量为树脂体积的3倍，流速为0.02mL/s；用水清洗至出水pH稳定；

5)过滤：将步骤4)处理的固态发酵醋利用0.22μm滤膜过滤；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的1)中固定化的α-淀粉酶和糖化酶的活力分别达到200-600U/mL和400-800U/mL。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的1)中固定化酶的制备方法如下：

将海藻酸钠与蛋白酶溶液混合，搅拌均匀，滴入无菌2％的CaCl₂溶液中，静置固定1～2h；将制备好的固定产物用无菌水洗涤，再置于2％壳聚糖中30min，无菌水洗涤2次，粒径为1-2mm，完成制备。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的3)中所述的强酸性阳离子交换树脂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。